韋燕蘭,馬 俊,廖占山
(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院,湖北武漢 430100)
蒸汽吞吐后轉(zhuǎn)驅(qū)開(kāi)發(fā)已成為稠油油藏開(kāi)發(fā)后期大幅提高采收率的重要開(kāi)發(fā)方式。蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)后很多油藏進(jìn)行了開(kāi)發(fā)方式的轉(zhuǎn)換,將其作為油藏主要的開(kāi)發(fā)階段,進(jìn)一步改善儲(chǔ)層動(dòng)用狀況,提高油藏的最終采收率[1,2]。如美國(guó)Kern River 油田和印度尼西亞Duri 油田蒸汽驅(qū)采收率分別達(dá)到了62 %和55 %[3]。通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)目標(biāo)區(qū)塊蒸汽吞吐轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行研究分析,對(duì)進(jìn)一步提高稠油油藏采收率具有十分重要的意義。
Y 油藏位于哈薩克斯坦共和國(guó),平均孔隙度為36.1 %、滲透率1 875 mD、地層原油黏度260 mPa·s。1966 年開(kāi)始依靠天然能量開(kāi)采,在2004 年5 月開(kāi)始注蒸汽吞吐開(kāi)采。截止到2014 年5 月底,累計(jì)產(chǎn)油23.4×104t,累計(jì)產(chǎn)水80.2×104t,累計(jì)注汽21.4×104t,單井平均日產(chǎn)油1.43 t,含水77.4 %,采出程度為25.9 %。通過(guò)對(duì)本區(qū)熱采井吞吐情況分析,隨著吞吐輪數(shù)的增加,每輪累產(chǎn)油逐漸減少,亟需對(duì)目前的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整,改善開(kāi)發(fā)效果(見(jiàn)表1)。
為充分體現(xiàn)地質(zhì)因素和開(kāi)發(fā)因素對(duì)地下剩余油分布的影響,數(shù)模選用較成熟的CMG 軟件,按照模擬區(qū)域的選取原則,選擇Ⅰ區(qū)4 個(gè)井組作為模擬區(qū)域。根據(jù)地質(zhì)模型粗化的網(wǎng)格,網(wǎng)格步長(zhǎng)20 m,平面上為33 m×23 m,在縱向上細(xì)分為6 層,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為4 554 個(gè)。建模后進(jìn)行了地質(zhì)儲(chǔ)量和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)擬合,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)擬合主要進(jìn)行了全區(qū)累計(jì)產(chǎn)油量、日產(chǎn)油量、含水率和單井日產(chǎn)油量等指標(biāo)的擬合,擬合精度較高。
基于油藏?cái)?shù)值模擬軟件應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)資料分析,取注汽速度150 m3/d、注汽溫度280 ℃,對(duì)熱水、濕蒸汽以及過(guò)熱蒸汽進(jìn)行優(yōu)選,其中三種介質(zhì)的井底干度分別取0、0.5 以及0.8,模擬生產(chǎn)兩年,其結(jié)果顯示:蒸汽驅(qū)效果明顯優(yōu)于熱水驅(qū),濕蒸汽驅(qū)累產(chǎn)油比熱水驅(qū)多出1.68×104t,階段采出程度高出1.86 %;同時(shí)較過(guò)熱蒸汽驅(qū),濕蒸汽的累積產(chǎn)油只比其少1 300 t,階段采出程度比其低0.15 %,隨著驅(qū)替倍數(shù)的增加蒸汽的驅(qū)替效果要比熱水的好,其主要原因是蒸汽的高熱焓對(duì)原油具有很強(qiáng)的蒸餾作用,從而提高了原油的驅(qū)油效率[4]??紤]鍋爐效率與經(jīng)濟(jì)效益,建議最優(yōu)的轉(zhuǎn)驅(qū)注汽介質(zhì)為濕蒸汽。
表1 試驗(yàn)區(qū)累計(jì)生產(chǎn)情況分析
針對(duì)I 區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)轉(zhuǎn)汽驅(qū)時(shí)機(jī)的確定,利用油藏?cái)?shù)值模擬方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)選。設(shè)計(jì)以下4 個(gè)方案對(duì)轉(zhuǎn)驅(qū)時(shí)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化:實(shí)際吞吐三輪后轉(zhuǎn)驅(qū)、在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)吞吐一輪后轉(zhuǎn)驅(qū)、繼續(xù)吞吐兩輪后轉(zhuǎn)驅(qū)以及繼續(xù)吞吐三輪后轉(zhuǎn)驅(qū),生產(chǎn)時(shí)間為4 年,其結(jié)果顯示:實(shí)際吞吐三輪后轉(zhuǎn)驅(qū)累產(chǎn)油為5.16×104t,階段采出程度為5.73 %,其他3 種方案隨著轉(zhuǎn)驅(qū)時(shí)機(jī)的延后,累產(chǎn)油和階段采出程度逐漸降低,綜合對(duì)比,故最優(yōu)的轉(zhuǎn)汽驅(qū)時(shí)機(jī)是實(shí)際吞吐三輪后立即開(kāi)始轉(zhuǎn)驅(qū)。
針對(duì)I 區(qū)試驗(yàn)區(qū)4 井組,設(shè)計(jì)了3 個(gè)汽驅(qū)開(kāi)發(fā)方式優(yōu)選方案:連續(xù)汽驅(qū)、間歇汽驅(qū)注一停一和間歇汽驅(qū)注一停二,三種方式的注汽速度均為150 m3/d,采用1.2的采注比。通過(guò)模擬研究,生產(chǎn)4 年,其結(jié)果(見(jiàn)表2)。
表2 轉(zhuǎn)驅(qū)方式對(duì)比分析
對(duì)表2 結(jié)果進(jìn)行分析:間歇注一停一的汽驅(qū)方式比連續(xù)汽驅(qū)累產(chǎn)油多700 t,同時(shí)由于連續(xù)汽驅(qū),注汽量消耗很大,可以看到間歇汽驅(qū)注一停一的生產(chǎn)方式的油汽比是連續(xù)汽驅(qū)的2 倍,故間歇汽驅(qū)比連續(xù)汽驅(qū)的開(kāi)發(fā)方式好。
在轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)前先對(duì)油藏進(jìn)行一段時(shí)間的連續(xù)汽驅(qū),可起到加熱地層的作用,同時(shí)有利于井間形成熱連通,對(duì)后期間歇汽驅(qū)起到很大幫助,提高最終采收率。
對(duì)I 區(qū)連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)時(shí)機(jī)優(yōu)選,設(shè)計(jì)了8個(gè)方案分別為:連續(xù)注汽1 年后注一停一生產(chǎn)、連續(xù)注汽2 年后注一停一生產(chǎn)、連續(xù)注汽1 年后注一停二生產(chǎn)、連續(xù)注汽2 年后注一停二生產(chǎn)、連續(xù)注汽1 年后注二停二生產(chǎn)、連續(xù)注汽2 年后注二停二生產(chǎn)、連續(xù)注汽1 年后注三停三生產(chǎn)以及連續(xù)注汽2 年后注三停三生產(chǎn)(其中注一停一是指:注汽一個(gè)月,停一個(gè)月,其他類(lèi)似)。模擬生產(chǎn)4 年,結(jié)果(見(jiàn)表3)。
表3 連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)時(shí)機(jī)研究
通過(guò)方案結(jié)果進(jìn)行分析可知:對(duì)比其他轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)時(shí)機(jī),連續(xù)汽驅(qū)1 年然后注二停二是最優(yōu)的,方案生產(chǎn)4 年,累計(jì)產(chǎn)油6.83×104t,油汽比為0.126,階段采出程度為7.59 %,故最優(yōu)的連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)時(shí)機(jī)為連續(xù)汽驅(qū)1 年后注二停二生產(chǎn)。
在稠油生產(chǎn)中,連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)時(shí),兩者存在一個(gè)最優(yōu)的注汽速度組合。針對(duì)I 區(qū)試驗(yàn)區(qū)4 井組模型,設(shè)計(jì)了4 個(gè)注汽速度的方案,分別為:連續(xù)(150)+間歇(150)、連續(xù)(112)+間歇(112)、連續(xù)(75)+間歇(75)以及連續(xù)(50)+間歇(50)(其中,連續(xù)是指:連續(xù)汽驅(qū)1 年,間歇是指:注二停二)。其中蒸汽干度取0.5,采取比為1.2,模擬生產(chǎn)4 年,其結(jié)果(見(jiàn)表4)。
通過(guò)模擬結(jié)果分析:連續(xù)汽驅(qū)+間歇汽驅(qū)注汽速度均取75 m3/d 時(shí)效果較明顯,模擬生產(chǎn)4 年累產(chǎn)油為7.58×104t,階段油汽比為0.281,階段采出程度為8.42 %,均為4 種方案中的最高值,故最優(yōu)的連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)注汽速度為75 m3/d。
本區(qū)目前的井距井排主體為100 m×140 m,同時(shí)有些加密的區(qū)域?yàn)?0 m×100 m。在調(diào)研的基礎(chǔ)上采用反九點(diǎn)重新布井對(duì)試驗(yàn)區(qū)井排井距進(jìn)行優(yōu)化研究,設(shè)計(jì)如下3 個(gè)方案,方案一:井距100 m、井排140 m,方案二:井距80 m、井排120 m,方案三:井距60 m、井排100 m。在布井時(shí),盡量滿足反九點(diǎn)井型。生產(chǎn)4 年后,生產(chǎn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表5)。
表4 連續(xù)汽驅(qū)轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)注汽速度優(yōu)化
表5 井距井排優(yōu)化生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)
通過(guò)以上結(jié)果分析:60 m×100 m 條件下的累積產(chǎn)油量比100 m×140 m 時(shí)候的多3.2×104t,階段采出程度比100 m×140 m 高3.49 %,但是隨著井距井排的縮小,油汽比逐漸下降,其中60 m×100 m 條件下的油汽比比100 m×140 m 的低0.1,同時(shí)井距井排為80 m×120 m 時(shí)的累積產(chǎn)油、油汽比以及階段采出程度在100 m×140 m 和60 m×100 m 之間。因此建議反九點(diǎn)布井,其中井距60 m~80 m、排距100 m~120 m。
通過(guò)對(duì)Y 油藏I 區(qū)蒸汽吞吐轉(zhuǎn)驅(qū)開(kāi)發(fā)數(shù)模研究,研究結(jié)果表明:轉(zhuǎn)驅(qū)驅(qū)替介質(zhì)選擇濕蒸汽驅(qū)替效果更好;蒸汽吞吐3 輪次后轉(zhuǎn)驅(qū)階段采出程度為5.73 %,效果明顯;最優(yōu)汽驅(qū)方式:選擇一年轉(zhuǎn)間歇汽驅(qū)、注二停二方式較好;注汽速度優(yōu)選值為75 m3/d;生產(chǎn)4 年,模擬區(qū)累計(jì)產(chǎn)油7.6×104m3,累注汽27.0×104m3,階段油汽比為0.28;建議采用反九點(diǎn)進(jìn)行布井,其中井距在60 m~80 m,排距為100 m~120 m。
[1] 劉文章.熱采稠油油藏開(kāi)發(fā)模式[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998:128-176.
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